Satélites que siguen la huella líquida: Medir el agua desde el espacio
Ciencia

Satélites que siguen la huella líquida: Medir el agua desde el espacio

Como GRACE, la nueva exploración satelital es una herramienta única dirigida a mapear con precisión dónde y cómo se está extrayendo demasiado recurso del subsuelo.

La misión GRACE-FO de la NASA partió de la Base Aérea de Vandenberg, en California, Estados Unidos, el pasado 22 de mayo, con el objetivo de trazar las líneas maestras de una administración óptima de los recursos hídricos de la Tierra.


El plan de los científicos espaciales consta de dos satélites idénticos que orbitan el planeta con 220 kilómetros de distancia entre uno y otro. Su función es medir, durante al menos cinco años, los cambios mensuales de la masa acuática de los océanos y las capas de hielo para determinar de qué manera les está afectando el cambio climático.


La NASA tiene previsto dar a conocer los primeros datos recogidos por los satélites en noviembre próximo. La información recabada será analizada por los expertos cada 30 días.


Las modificaciones en el periodo de un mes son mínimas. Lo verdaderamente interesante de estudiar serán los números agregados en fases más amplias, explicó el científico jefe de la misión, Frank Webb.


ANTECEDENTE


A diferencia de otros satélites de observación de la Tierra que llevan instrumentos que observan una parte del espectro electromagnético, los dos aparatos de la Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (Misión de Seguimiento de Recuperación de Gravedad y Experimento Climático) son el instrumento en sí. Mantienen constante la distancia entre ambos gracias al uso de microondas y sistemas de detección. Utilizan la fuerza gravitatoria para cumplir con su monitoreo multianual.


A partir de la información recogida, los investigadores producirán mapas mensuales de agua y cambio de masa mediante la combinación de estas mediciones con los datos extraídos de GPS y del acelerómetro (medidor de aceleración de movimiento) de otras fuerzas, como la resistencia atmosférica.


La encomienda de este par es agrandar el legado de su predecesora, que completó 15 años de exploración espacial en enero de 2017. Es una empresa calificada por la agencia norteamericana como "revolucionaria".


GRACE fue lanzada en 2012 y sentó las bases para una mayor comprensión del movimiento del agua en el planeta; midió la pérdida de hielo en la Antártida, identificó patrones en el cambio del nivel del mar, descubrió anomalías en el almacenamiento de agua subterránea y monitoreó la sequía en California entre 2011 y 2017.


Estos hallazgos fueron "muy importantes" para la comunidad científica, no sólo por las más de 30 mil publicaciones que de ellos se derivaron sino porque sirvieron para dar los primeros pasos en pos de una mejor administración del agua.


CONTINUIDAD


La sucesora, GRACE-FO, continuará realizando investigaciones sobre el clima y la capa acuática de la tercera roca del Sol gracias a que el par de satélites ha sido diseñado con una capacidad altamente precisa de seguimiento a distancia y un interferómetro de rango láser, instrumento que emplea la interferencia de ondas de luz para la obtención de medidas topográficas en tres dimensiones.


"Los recursos hídricos son vitales para la vida en la Tierra y la manera en que las civilizaciones han operado. Es muy importante entender cómo estos recursos están cambiando", afirmó Webb.


La misión tiene un coste total de 430 millones de dólares (cerca de 8 mil 428 millones de pesos) para la NASA y de 90.7 millones de dólares (más de 1 mil 777 millones de pesos) para el Centro de Investigación Alemana para las Geociencias (GFZ por sus siglas en inglés), principal socio de la agencia espacial estadounidense en esta exploración.


OBJETIVOS


Las variaciones en la gravedad registradas en los pasados 15 años fueron usadas para determinar la condición de las reservas de agua subterránea en las masas continentales. Al comparar datos recientes con promedios a lo largo del tiempo, los científicos generaron mapas en los que se observan los lugares donde la cantidad de líquido disponible se ha agotado o se ha incrementado.


El análisis de los registros muestra un decremento en los índices de agua dulce disponible en la mayor parte de California y por toda la costa de la Unión América hasta entrar en Alaska.


Como GRACE, la nueva exploración satelital es una herramienta única dirigida a mapear con precisión dónde y cómo se está extrayendo demasiado recurso del subsuelo, lo que representa información crucial para un manejo sostenible y para determinar si los índices de extracción pueden ser insostenibles, aseguró Felix Landerer, uno de los miembros del equipo de investigación.


El agua en el subsuelo es un indicador de las variaciones climáticas y del impacto humano en el medio ambiente. Diversos estudios han encontrado que un tercio de los mayores depósitos de líquido bajo tierra están descendiendo rápidamente por causa del consumo humano.


Los cambios inferidos en el almacenamiento del recurso hídrico a nivel global también pueden utilizarse para estudiar la rotación de la Tierra.


HIELO


Otro objeto de la investigación satelital es la masa de las capas de hielo en los extremos del globo. No hay discusión acerca de que se ha estado reduciendo con rapidez por varios años: los icebergs se hacen pedazos y el hielo se derrite.


Una investigación basada en los datos recabados por los satélites puestos en operación entre 2002 y 2017 arrojó que entre 2003 y 2013 la reducción de hielo en Groenlandia ha causado un incremento en el nivel de los mares de 0.8 milimetros de media anual.


En los mapas elaborados a partir de los registros de la misión se ubican franjas naranjas y rojas que representan las áreas de masa helada que se han perdido. Hay zonas color azul claro, esas indican donde se ha reforzado la capa fría.


Hay áreas blancas donde o no se han presentado cambios, o bien han sido mínimos, desde 2003. En general, las más elevadas y cercanas al centro de Groenlandia no han experimentado variaciones o bien han sido mínimas mientras que en las partes más bajas y en sus costas, la capa de hielo ha perdido más de tres metros de masa en la década estudiada.


El razonamiento es simple, si las pérdidas superan a las ganancias, los extremos congelados pierden masa y el nivel de los mares se eleva. En la pasada década, la reducción de la tierra helada es ligada con dos tercios del incremento consignado en el nivel de los mares.


Los investigadores buscan una mejor comprensión de las dinámicas de las capas de hielo en el planeta y la respuesta que registran ante los cambios en las condiciones atmosféricas. También pretenden mejorar el entendimiento de cómo estos procesos influyen en elevar las masas de agua.


Los datos de la pasada década y media muestran que las superficies de hielo de la Antártida y Groenlandia están registrando significativas pérdidas de hielo cada año. Los resultados que brinde la misión de seguimiento, ayudarán a la comunidad científica a responder preguntas acerca del aumento del nivel de los mares y cómo las regiones más frías del planeta están respondiendo a los cambios en el globo, según el investigador de la Universidad de Colorado, John Wahr.


Además de ayudar a medir la capa helada que se derrite, GRACE también proporcionó información sobre cambios en las precipitaciones pluviales que han llevado más agua a los océanos.


Las masas de agua en el mundo han aumentado su nivel en cerca de tres pulgadas (7.62 centímetros) desde 1992 y en algunos sitios el incremento ha sido de más de nueve pulgadas (22.86 centímetros) debido a la variación natural.


Otro objetivo importante de la primera empresa fue observar los cambios en la gravedad que resultan de modificaciones en el manto terrestre y la litosfera durante los terremotos. Ahora es tiempo de la GRACE FO de aportar datos a una comprensión más completa del agua en el planeta azul.

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